人工智能A星算法解决八数码难题程序代码.docx
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人工智能A星算法解决八数码难题程序代码
#include"Stdio.h"
#include"Conio.h"
#include"stdlib.h"
#include"math.h"
voidCopy_node（structnode*p1,structnode*p2）;
voidCalculate_f（intdeepth,structnode*p）;
voidAdd_to_open（structnode*p）;
voidAdd_to_closed（structnode*p）;
voidRemove_p（structnode*name,structnode*p）;
intTest_A_B（structnode*p1,structnode*p2）;
structnode*Search_A（structnode*name,structnode*temp）;
voidPrint_result（structnode*p）;
structnode//定义8数码的节点状态
{
ints[3][3];//当前8数码的状态
inti_0;//当前空格所在行号
intj_0;//当前空格所在列号
intf;//当前代价值
intd;//当前节点深度
inth;//启发信息，采用数码"不在位"距离和
structnode*father;//指向解路径上该节点的父节点
structnode*next;//指向所在open或closed表中的下一个元素
};
structnodes_0={{2,8,3,1,6,4,7,0,5},2,1,0,0,0,NULL,NULL};//定义初始状态
structnodes_g={{1,2,3,8,0,4,7,6,5},1,1,0,0,0,NULL,NULL};//定义目标状态
structnode*open=NULL;//建立open表指针
structnode*closed=NULL;//建立closed表指针
intsum_node=0;//用于记录扩展节点总数
//***********************************************************
//********************************************
//**********************主函数开始**********************
//********************************************
//***********************************************************
voidmain（）
{
intbingo=0;//定义查找成功标志，bingo=1，成功
structnodes;//定义头结点s
structnode*target,*n,*ls,*temp,*same;//定义结构体指针
Copy_node（&s_0,&s）;//复制初始状s_0态给头结点s
Calculate_f（0,&s）;//计算头结点的代价值
Add_to_open（&s）;//将头结点s放入open表
while（open!
=NULL）//只要open表不为空，进行以下循环
{
n=open;//n指向open表中当前要扩展的元素
ls=open->next;
Add_to_closed（n）;
open=ls;//将n指向的节点放入closed表中
if（Test_A_B（n,&s_g））//当前n指向节点为目标时，跳出程序结束；否则，继续下面的步骤
{
bingo=1;
break;
}
else
if（n->j_0>=1）//空格所在列号不小于1,可左移
{
temp=n->father;
if（temp!
=NULL&&temp->i_0==n->i_0&&temp->j_0-1==n->j_0）//新节点与其祖父节点相同
;
else//新节点与其祖父节点不同，或其父节点为起始节点
{
temp=（structnode*）malloc（sizeof（structnode））;//给新节点分配空间
Copy_node（n,temp）;//拷贝n指向的节点状态
temp->s[temp->i_0][temp->j_0]=temp->s[temp->i_0][temp->j_0-1];//空格左移
temp->s[temp->i_0][temp->j_0-1]=0;
temp->j_0--;
temp->d++;
Calculate_f（temp->d,temp）;//修改新节点的代价值
temp->father=n;//新节点指向其父节点
if（same=Search_A（closed,temp））//在closed表中找到与新节点状态相同的节点
{
if（temp->ff）//temp指向的节点,其代价比closed表中相同状态节点代价小，加入open表
{
Remove_p（closed,same）;//从closed表中删除与temp指向节点状态相同的节点
Add_to_open（temp）;
sum_node++;
}
else;
}
elseif（same=Search_A（open,temp））//在open表中找到与新节点状态相同的节点
{
if（temp->ff）//temp指向的节点,其代价比open表中相同状态节点代价小，加入open表
{
Remove_p（open,same）;//从open表中删除与temp指向节点状态相同的节点
Add_to_open（temp）;
sum_node++;
}
else;
}
else//新节点为完全不同的新节点，加入open表
{
Add_to_open（temp）;
sum_node++;
}
}
}//end左移
if（n->j_0<=1）//空格所在列号不大于1,可右移
{
temp=n->father;
if（temp!
=NULL&&temp->i_0==n->i_0&&temp->j_0+1==n->j_0）//新节点与其祖父节点相同
;
else//新节点与其祖父节点不同，或其父节点为起始节点
{
temp=（structnode*）malloc（sizeof（structnode））;//给新节点分配空间
Copy_node（n,temp）;//拷贝p指向的节点状态
temp->s[temp->i_0][temp->j_0]=temp->s[temp->i_0][temp->j_0+1];//空格右移
temp->s[temp->i_0][temp->j_0+1]=0;
temp->j_0++;
temp->d++;
Calculate_f（temp->d,temp）;//修改新节点的代价值
temp->father=n;//新节点指向其父节点
if（same=Search_A（closed,temp））//在closed表中找到与新节点状态相同的节点
{
if（temp->ff）//temp指向的节点,其代价比closed表中相同状态节点代价小，加入open表
{
Remove_p（closed,same）;//从closed表中删除与temp指向节点状态相同的节点
Add_to_open（temp）;
sum_node++;
}
else;
}
elseif（same=Search_A（open,temp））//在open表中找到与新节点状态相同的节点
{
if（temp->ff）//temp指向的节点,其代价比open表中相同状态节点代价小，加入open表
{
Remove_p（open,same）;//从open表中删除与temp指向节点状态相同的节点
Add_to_open（temp）;
sum_node++;
}
else;
}
else//新节点为完全不同的新节点，加入open表
{
Add_to_open（temp）;
sum_node++;
}
}
}//end右移
if（n->i_0>=1）//空格所在列号不小于1,上移
{
temp=n->father;
if（temp!
=NULL&&temp->i_0==n->i_0-1&&temp->j_0==n->j_0）//新节点与其祖父节点相同
;
else//新节点与其祖父节点不同，或其父节点为起始节点
{
temp=（structnode*）malloc（sizeof（structnode））;//给新节点分配空间
Copy_node（n,temp）;//拷贝p指向的节点状态
temp->s[temp->i_0][temp->j_0]=temp->s[temp->i_0-1][temp->j_0];//空格上移
temp->s[temp->i_0-1][temp->j_0]=0;
temp->i_0--;
temp->d++;
Calculate_f（temp->d,temp）;//修改新节点的代价值
temp->father=n;//新节点指向其父节点
if（same=Search_A（closed,temp））//在closed表中找到与新节点状态相同的节点
{
if（temp->ff）//temp指向的节点,其代价比closed表中相同状态节点代价小，加入open表
{
Remove_p（closed,same）;//从closed表中删除与temp指向节点状态相同的节点
Add_to_open（temp）;
sum_node++;
}
else;
}
elseif（same=Search_A（open,temp））//在open表中找到与新节点状态相同的节点
{
if（temp->ff）//temp指向的节点,其代价比open表中相同状态节点代价小，加入open表
{
Remove_p（open,same）;//从open表中删除与temp指向节点状态相同的节点
Add_to_open（temp）;
sum_node++;
}
else;
}
else//新节点为完全不同的新节点，加入open表
{
Add_to_open（temp）;
sum_node++;
}
}
}//e
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